KR20020022939A - 천연염료 및 그 천연염료 제조방법 - Google Patents

Abstract

천연염료 및 그 천연염료 제조방법에 관한 것으로서, 그 목적은 환경오염이 적은 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 천연식물로부터 색소를 추출하고 그 추출된 색소를 사용용도에 따라 석회분 및 맥반석분과 혼합하여 색소를 석회분 및 맥반석분에 흡착시키거나 또는 상기 천연식물로부터 추출된 색소를 감자에서 추출된 전 분말과 혼합하여 색소를 전 분말이 흡착되게 함으로서 환경친화적이고 인체에 유익한 염료를 제조하고 그 제조된 염료를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 그 초 임계유체를 임계온도와 임계압력 조건에서 색소가 존재하는 천연물질로부터 색소를 추출하는 제1단계; 상기 추출된 색소를 물에 투입하여 용해시키고 그 색소가 용해된 물에 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 그들을 혼합하여 된 분말을 투입하여 상기 물에 용해된 색소가 석회분 및 맥반석분에 흡착되게 하는 단계; 상기 물에 용해된 색소가 석회분 및 맥반석분에 흡착 완료되면 그를 진공농축 및 건조하는 단계;로 이루어진다.

Description

천연염료 및 그 천연염료 제조방법{Natural dyes and the Manufacturing method natural dyes thereof}

천연염료 제조방법 및 그 방법으로 제조된 천연연료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 천연물질로부터 색소를 추출하고 그 추출된 색소를 사용용도에 따라 석회분 및 맥반석분과 혼합하거나 또는 상기 천연물질로부터 추출된 색소를 감자에서 추출된 전 분말과 혼합하고 그를 진공농축 및 건조하여 천연염료를 제조하고 자하는 것이다.

일반적으로 셀룰로즈 섬유에의 날염 또는 연속 염색시 사용되는 반응성 염료의 분자내에는 섬유물질과 작용하는 반응기로서 비닐 설폰계 화합물이 구성되는데 이러한 반응기는 알카리와 쉽게 반응하여 분해되므로 염색과정에서 알카리염욕내에혼합될 경우 시간이 경과함에 따라 염착율이 크게 저하되고 경시변화가 발생하게 될 뿐만 아니라 용해도 또한 현저하게 하락하게 됨으로서 염료가 겔화되거나 결정석출되어 궁극적으로 양질의 염착물을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

특히 연속염색시 상기한 염료분해 현상에 따른 염착율 저하를 방지하기 위해서는 알카리염욕 내의 염료물질을 자주 바꾸어 주어야 하므로 생산성 저하 및 폐 염료의 다량발생으로 인한 환경오염을 야기시키는 문제점이 있다.

상기 염료들 중의 대표적인 예로는 반응성 청색염료로서 사용되는 리액티브 블루 19(Reactive Blue 19)가 있으며, 이러한 반응성 청색염료를 다양한 첨가조제와 함께 혼합함으로서 연속 염색시 염욕내에서 알카리에 의한 분해 현상을 방지하고자하는 종래의 기술로서 미국특허 제 4088441호 및 미국특허 제 4415333호에서는 상기 리액티브 블루 19에 첨가조제로서 나프탈렌설폰산-포르말린축합체, 우레아 및 헥사메타포스페이트(나트륨염)를 혼합하여 제조한 염료조성물, 첨가조제로서 안트라퀴논-2-설폰산(나트륨염), 망초 및 미네랄오일을 혼합하여 제조한 염료조성물, 첨가조제로서 나프탈렌설폰산-포르말린축합체, 우레아 및 헥사메타포스페이트(나트륨염) 및 안트라퀴논-2-설폰산(나트륨염)을 사용하여 제조한 염료조성물을 제시하고 있다.

상기한 종래기술에서의 염료 조성물은 반응성 청색염료로서의 리액티브 블루 19와 함께 알카리 안정성을 고려하여 첨가되는 화합물로서 안트라퀴논-2-설폰산(나트륨염)을 추가적으로 혼합함으로서 이종(異種) 염료간의 상용성에서 문제가 발생하여 경우에 따라 염착물에 얼룩이 발생하는 등의 문제점이 있다.

이와 함께 미국특허 4540418호는 비닐설폰에스터와 시아눌릭클로라이드 화합물이 공존하는 수용성 염료에 첨가조제로서 에틸 또는 메틸나프탈렌설폰산-포르말린축합체를 혼합하여 제조한 염료조성물을 제시하고 있다.

상기의 종래 염료 조성물들은 연속 염색시 용해도가 다소 향상되어 결정석출 현상을 어느 정도 방지할 수 있는 장점이 있는 반면 알카리욕 중에서의 경시변화에 대한 안정성 측면에서는 많은 문제점을 나타내고 있을 뿐만 아니라 화학물질로서 환결오염은 물론, 인체에 악영향을 미쳤다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 그를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 환경오염이 적은 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 천연식물로부터 색소를 추출하고 그 추출된 색소를 사용용도에 따라 석회분 및 맥반석분과 혼합하여 색소를 석회분 및 맥반석분에 흡착시키거나 또는 상기 천연식물로부터 추출된 색소를 감자에서 추출된 전 분말과 혼합하여 색소를 전 분말이 흡착되게 함으로서 환경친화적이고 인체에 유익한 염료를 제조하고 그 제조된 염료를 제공하고자 함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 면직류에 사용되는 천연염료를 제조하는 과정을 설명하기 위한 공정도

도 2는 본 발명에 따른 식품, 의약품, 화장품 등에 사용되는 천연염료를 제조하는 과정을 설명하기 위한 공정도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 천연염료 제조방법 및 그 방법으로 제조된 천연염료에 대한 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 천연 염료재 제조방법은 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 그 초 임계유체를 임계온도와 임계압력 조건에서 색소가 존재하는 천연물질로부터 색소를 추출하는 제1단계; 상기 추출된 색소를 물에 투입하여 용해시키고 그 색소가 용해된 물에 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 그들을 혼합하여 된 분말을 투입하여 상기 물에 용해된 색소가 석회분 및 맥반석분에 흡착되게 하는 단계; 상기 물에 용해된 색소가 석회분 및 맥반석분에 흡착 완료되면 그를 진공농축 및 건조하는 단계;로 이루어져서 된 것이다.

또 상기 임계온도는 31.06∼90℃이고 임계압력은 73.8bar∼300bar 이며, 상기 천연물질로부터 추출된 색소와 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 그들을 혼합하여 된 분말과의 혼합 비율은 1:1∼1:9 이다.

또한 본 발명은 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 그 초 임계유체를 임계온도와 임계압력 조건에서 색소가 존재하는 천연물질로부터 색소를 추출하는 제1단계; 상기 추출된 색소를 물에 투입하여 용해시키고 그 색소가 용해된 물에 감자에서 추출된 전 분말을 투입하여 상기 물에 용해된 색소가 전 분말에 흡착되게 하는 단계; 상기 물에 용해된 색소가 전 분말에 흡착 완료되면 그를 진공농축 및 건조하는 단계;로 이루어져서 된 것이다.

그리고 상기 임계온도는 31.06∼90℃이고 임계압력은 73.8bar∼300bar 이며, 상기 천연물질로부터 추출된 색소와 감자에서 추출한 전 분말의 혼합 비율은 1:1∼1:9 이다.

또한 본 발명의 천연염료 제조방법에 의해 제조된 천연염료는 천연 물질에서 추출된 색소가 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 그들을 혼합하여 된 분말에 1:1∼1:9의 비율로 흡착된 것이고, 또 천연 물질에서 추출된 색소가 감자에서 추출된 전 분말에 1:1∼1:9의 비율로 혼합된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 천연염료 제조방법 및 그 방법으로 제조된 천연염료를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 면직류에 사용되는 천연염료를 제조하는 과정을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 식품, 의약품, 화장품 등에 사용되는 천연염료를 제조하는 과정을 설명하기 위한 공정도로서,

본 발명은 먼저 각종 면직류를 염색 할 때에 사용되는 염료를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이는 도 1에 나타낸 바와 같이 석회석과 맥반석을 파쇄기를 이용하여 파쇄시켜 석회분과 맥반석분을 마련한다, 그리고 색소가 존재하는 각종 천연물질인 식물의 낙엽(이하 "식물"이라 칭함)으로부터 색소를 추출하고 그 추출된 색소를 용기에 수용된 순수 물에 투입하여 용해시킨다.

이때 상기 식물로부터 색소를 추출하는 방법은 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 그 초 임계유체를 임계온도 31.06∼90℃와 임계압력 73.8bar∼300bar의 조건에서 추출한다. 단 상기 임계유체를 이산화탄소로 하는 이유는 상기 이산화탄소가 환경오염에 미치는 영향이 적기 때문이다.

그리고 임계온도 31.06∼90℃와 임계압력 73.8bar∼300bar로 한 이유는 색소를 추출해야하는 식물에 따라서 이산화탄소의 임계온도 및 임계압력이 틀리기 때문에 상기 범위를 설정하였다.

상기와 같이하여 식물로부터 추출된 색소가 순수 물에 용해되면 그 물에 상기 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 2가지를 혼합하여된 분말을 투입하여 상기 색소가 석회분 및 맥반석분에 흡착되게 한다.

한편 상기 색소를 흡착시키기 위하여 사용되는 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 2가지를 혼합하여된 분말은 색소의 흡착력이 좋기 때문이며 상기 석회분 및 맥반석분에 흡착된 색소를 각종 면직류에 염색하고자 사용하고자 할 때에는 색소를 석회분 및 맥반석분으로부터 환원시켜 사용한다. 이의 방법은 염색공장에서는 통상적으로 실시하는 방법이다,

또한 상기 색소가 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 2가지를 혼합하여된 분말에 흡착되는 비율은 색소 1 : 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 2가지를 혼합하여된 분말 1 ∼ 색소 1 : 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 2가지를 혼합하여된 분말 9의 비율이 되게 한다.

그 이유는 각종 면직류의 염색조건에 따라 달라지기 때문에 그 사용용도를 감안하여 색소 : 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 2가지를 혼합하여된 분말의 흡착비율을 조정한다.

이상과 같이하여 상기 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 2가지를 혼합하여된 분말에 색소의 흡착이 완료되면 그를 진공농축 및 진공건조 하는데, 그 이유는 진공상태에서 농축 및 건조하야 염료의 견뢰도가 높기 때문이다. 그리고 상기 진공상태에서의 농축 및 건조가 완료되면 그를 미세하게 분쇄하여 분말화시키고 그 분말화 된 것을 포장하면 된다.

또한 본 발명은 각종 식품이나 의약품 및 화장품 등에 사용되는 염료를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이는 도 2에 나타낸 바와 같이 감자로부터 고농축 축출된 전분을 분말화시켜 마련한다. 그리고 색소가 존재하는 각종 천연물질인 식물의 낙엽(이하 "식물"이라 칭함)으로부터 색소를 추출하고 그 추출된 색소를 용기에 수용된 순수 물에 투입하여 용해시킨다.

이때 상기 식물로부터 색소를 추출하는 방법은 상기 도 1의 방법과 마찬가지로 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 그 초 임계유체를 임계온도 31.06∼90℃와 임계압력 73.8bar∼300bar의 조건에서 추출한다. 단 상기 임계유체를 이산화탄소로 하는 이유는 상기 이산화탄소가 환경오염에 미치는 영향이 적기 때문이다.

그리고 임계온도 31.06∼90℃와 임계압력 73.8bar∼300bar로 한 이유는 색소를 추출해야하는 식물에 따라서 이산화탄소의 임계온도 및 임계압력이 틀리기 때문에 상기 범위를 설정하였다.

상기와 같이하여 식물로부터 추출된 색소가 순수 물에 용해되면 그 물에 상기 감자에서 추출된 전 분말을 투입하여 그 전 분말이 색소를 흡착히게 하는데, 상기 색소를 흡착시키기 위하여 사용되는 전 분말의 사용 이유는 인체와 접촉되거나 먹어도 무해하기 때문이다.

상기 전 분말에 흡착된 색소를 식품 및 의약품과 화장품 등에 사용하고자 할 때에는 색소를 전 분말로부터 환원시켜 사용한다. 이의 방법은 식품 및 의약품과 화장품을 만드는 염색공장에서는 통상적으로 실시하는 방법이다,

또한 상기 색소가 전 전 분말에 흡착되는 비율은 색소 1 : 전 분말 1 ∼ 색소 1 : 전 분말 9의 비율이 되게 한다. 그 이유는 상기 식품 및 의약품과 화장품 염색조건에 따라 달라지기 때문에 그 사용용도를 감안하여 색소 : 전 분말의 흡착비율을 조정한다.

이상과 같이하여 상기 전 분말에 색소의 흡착이 완료되면 그를 진공농축 및 진공건조 하는데, 그 이유는 진공상태에서 농축 및 건조하야 염료의 견뢰도가 높기 때문이다.

그리고 상기 진공상태에서의 농축 및 건조가 완료되면 그를 미세하게 분쇄하여 분말화시키고 그 분말화 된 것을 포장하면 된다.

이상과 같은 본 발명은 천연염료를 제조함에 있어 천연식물에서 추출된 색소와 사용용도에 따라 석회분 및 맥반석분이나 감자에서 추출한 전 분말을 사용하여 제조함으로서 제조공정이 간단하고 용이하여 대량생산이 가능함은 물론, 환경친화적인 염료를 제조함으로서 인체의 건강을 증진할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또 본 발명은 천연식물에서 추출된 색소와 사용용도에 따라 석회분 및 맥반석분이나 감자에서 추출한 전 분말을 사용하여 제조함으로서 자연색채를 연출할 수 있음은 물론, 항균, 보습, 신경안정성 등의 기능을 부여할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (8)

1. 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 그 초 임계유체를 임계온도와 임계압력 조건에서 색소가 존재하는 천연물질로부터 색소를 추출하는 제1단계;

   상기 추출된 색소를 물에 투입하여 용해시키고 그 색소가 용해된 물에 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 그들을 혼합하여 된 분말을 투입하여 상기 물에 용해된 색소가 석회분 및 맥반석분에 흡착되게 하는 단계;

   상기 물에 용해된 색소가 석회분 및 맥반석분에 흡착 완료되면 그를 진공농축 및 건조하는 단계;로 이루어져서 됨을 특징으로 하는 천연염료 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 임계온도는 31.06∼90℃이고 임계압력은 73.8bar∼300bar 임을 특징으로 하는 천연염료 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 천연물질로부터 추출된 색소와 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 그들을 혼합하여 된 분말과의 혼합 비율은 1:1∼1:9 임을 특징으로 하는 천연염료 제조방법.
4. 이산화탄소를 초 임계유체로 사용하여 그 초 임계유체를 임계온도와 임계압력 조건에서 색소가 존재하는 천연물질로부터 색소를 추출하는 제1단계;

   상기 추출된 색소를 물에 투입하여 용해시키고 그 색소가 용해된 물에 감자에서 추출된 전 분말을 투입하여 상기 물에 용해된 색소가 전 분말에 흡착되게 하는 단계;

   상기 물에 용해된 색소가 전 분말에 흡착 완료되면 그를 진공농축 및 건조하는 단계;로 이루어져서 됨을 특징으로 하는 천연염료 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 임계온도는 31.06∼90℃이고 임계압력은 73.8bar∼300bar 임을 특징으로 하는 천연염료 제조방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 천연물질로부터 추출된 색소와 감자에서 추출한 전 분말의 혼합 비율은 1:1∼1:9 임을 특징으로 하는 천연염료 제조방법.
7. 천연 물질에서 추출된 색소가 석회분 및 맥반석분 중 어느 하나 또는 그들을 혼합하여 된 분말에 1:1∼1:9의 비율로 흡착된 천연염료.
8. 천연 물질에서 추출된 색소가 감자에서 추출된 전 분말에 1:1∼1:9의 비율로 흡착된 천연염료.